楼宇自动化系统bas设计方案-文库吧

【正文】  N2总线 中央操作站 网络控制单元（ NCU） 直接数字式控制器（ DX9100/XTXP 模块） 以下分别就办公大楼楼宇自控系统所配置的硬件设备做详细说明： 通讯网络 操作站及网络控制单元之间最常用的连接方式是 N1通讯网络。这构造采用以太网（ ETHERNET）技术，通过一张 ETHERNET卡（网络介面卡），在 N1 线上通讯。 METASYS N1 总线执行各种通讯，包括分享监控点讯息、数据库的上传和下载、对 现场设备之指令、摘要、状态改变讯息。 N1 支持 METASYS 系统之分布特性，每一个枢纽都有特定功能，其互相联系以分享讯息。如一个在地连负责冷冻机的枢纽。 N1 ETHERNET 采用由传送控制协议／协议（ TCP／ IP）符合工业标准的用户数据协议（ UDP）。 ETHERNET 简介 今天， ETHERNET 是最广泛被应用之网络技术，大约 80％之网络通讯。 15 ETHERNET 标准由电器及电子工程师工会（ IEEE）所界定。列明了 ETHERNET之结构、介质及网络上之组件如何交流。 ETHERNET 网络之数据传输率达 1,000 波 特率。大约等于每秒传输 250页之文本。 ETHERNET 最主要之优点如下： 卓越之表现 灵活布线及设备连接 低成本 设备和拓扑兼容 容易安装及便于未来发展 减低维护成本 ETHERNET能有效及灵活地传输数据。 ETHERNET与多种通讯方式连接，速高达每秒 155Megabits。骨干之选项包括 100Mbps高速以太网及纤维数字数据介面等。 今天， ETHERNET已广泛应用于工商业之中。点对点通讯和自动网络结构增强了 ETHERNET 的可靠性。点对点通讯确保了网络不会单单依赖单一的设备去控制所有设备间之数据传输 。由于ETHERNET 之普遍性，你可连接不同供应商到同一个 ETHERNET。 16 连接在 ETHERNET 网上的设备的通讯协议是 IEEE80 。 ETHERNET采用了通讯协议称为随时使用、冲突检测（ CSMA／ CD）。随时使用（ CSMA）保证了网络上的设备可以存取数据；冲突检测（ CD）使每个设备都知道有没有其它设备打算使用网络。当某一节点打算传送时，它会聆听是否有其它设备正在使用网络，这使得各个节点都有机会使用介质，也就是说在可能的情况下，每个节点可以随时使用网络。当有两个节点同时传送 数据时，就会发生冲突。冲突在 ETHERNET网络上被认为是正常事件，网络设备可以很快恢复正常运作。在网络硬件检测到冲突时，两个设备都会自动延迟一个随机的时间再发送。这个过程会自动重复直到数据成功发送出去或在连续冲突 16次后自动放弃。在没有冲突的情况下，数据具有最高的传输速度。 网络设置 N1网可以设置成总线型、星型或混合型结构。它使 N1 网可以方便、经济地安装及扩展。 N1网可以使用同轴电缆、双绞线、光纤或它们的组合。 NCU和操作站可以直接支持同轴电缆，并可方便地加上适配器连接光纤回路。每段 N1网的最长距离取 决于所采用的媒质及网络上节点的数量。采用有源分流器可以延伸连接线的长度。两个节点间最长距离可达到 。 开放式的结构和互连性 17 ETHERNET 广泛应用于工业和楼宇自动化领域。众多的第三者供应商都支持这个标准并提供ETHERNET 设备，如分流器及应用软件。这意味着不用供应商提供的产品可以直接互换，使用户有更多的产品选择并且不会依赖于某一个供应商。 N1 网上之通讯种类包括数据库之上传与下载、对现场设备之指令和状态改变之讯息等。各节点均具备动态数据访问（ Dynamic Data Access）功能，即无论 N1网上任何操作站或任何一个NCU上，均可以对全部的数据实现检测或控制。 动态数据存取 很多系统都只容许有限度的资料分享， METASYS 系统却能容许在 N1 总线上每个组件与组件间的自由通讯。这便是 METASYS 系统的一个独特之处－动态数据存取，加快了大量讯息之速度。 N2总线将专用控制器、网络扩展单元、遥控处理单元和网络控制单元连接起来。 所有 N2 总线通讯模块安装于网络控制器中的网络控制模块，使网络控制模块能与在 NCU、遥控专用控制器及网络扩展单元内其它电子模块通讯。 毋须使用记号重复器， N2总线也能连接多达 50个设备。 双重 N2总线之运作是由在 N2网上之 NCU监控。如其中一条线发生故障（即在 N2网上之某一点没有接收讯号）， NCU会发出指令以恢复正常通讯。 18 操作站 我们对操作站的介面，特性，功能做了一系列的改进，增加了许多更直观的视觉显示效果，并且通过 OPC（ OLE for Process Control）软件技术使所有的设备管理系统均可在简单明了的图形显示下集中完成，目前我们称改进后的操作站系统为 M5，现就其几项主要的特征说明如下： M5 操作系统采用全新动画介面，可伴有音乐和旁白， 更生动地描述现场情况，同时可将花都 19 办公大楼受控设备的实时图像通过集成系统传到操作站，从而更准确直接地指导操作员应采取的动作。 Metasys workstation 图形技术提供完整的动态图形控制，包括显示、消失、闪烁旋转、动画以及彩色梯度。全部通过易于使用和理解的图标控制定义对话，任一标志的功能控制都能直接相关于另一点或由用户根据自己需要任意定义单独的设备。 在 Metasys 操作站图形中的任何标志或桂林农行用户设计的区域可以定义一个灵活的图形按钮连接激发到另一种应 用或者直接连上另一个显示屏幕（典型的应用包括数据库和文字处理）。老练的用户可使用诸如 Visual Basic, C++ 等多媒体元件编写他们自己特殊的程序 ,系统也同样支持。 Metasys workstation 提供给桂林农行用户有关能源管理以及设备诊断的数据分析曲线，如此详细的各点情况都有助于更好地理解相关控制功能的实现过程。联想的管理人员可根据这些曲线分析受控设备的保养状况及其是否处在最佳的工作状态。 20 Metasys workstation 允许桂林农行的操作人员选择两种方 式比较测试点的发展趋势，第一种方式是采用直观的数字形式，显示各点实际数值，另一种方式则采用曲线表现形式，比较容易感受到各点的走势 模拟轮廓显示用来比较相似的有关模拟值，显示包括一层楼或一座建筑物的某一区域的温度。举个例子，如上图表，可以看出桂林农行办公大楼空调系统区域的设定温度与实际温度的偏离比较，以及风阀开度的百分比。从这些直观的图表中，办公大楼的操作者不仅可以知道现场控制设备的工作情况，而且能更好地分析任何一点温度变化的快慢。 保证舒适度是桂林农行办公大楼设备管理系统设计中 最基本的功能， M5 能够产生舒适曲线图表，用户可以定义一个最感舒适的范围（包括温度、湿度各一段范围）， Metasys 系统可将被测空间的湿度、温度值标明在舒适曲线上，机器处理温度、湿度的变化比人更灵敏，所以一旦所测的点不在用户所定义的舒适范围内或在其边缘上，就可以迅速联动其它设备的动作，人们未感到不舒适之前就能改变环境温度。因此舒适曲线对于重要场所的环境控制是非常有利的特 21 性。 时间河图表可以清楚显示大量数字状态，包括过去的、现在的以及将来的状态，过去的是一些历史数据，将来办公大楼的数据是由时间程序 表格来设定的，同时一些不常有的小碎片也能在这比拟的时间水流中显现。 如下所示的星形图让操作员一眼就能得到复杂楼宇系统中的基本信息，举个例子，每个星形图扇区代表由一台风机控制的办公大楼的某一区域，这些扇区并没有标明具体的地点，因为它只须引起操作员的注意，通过鼠标点到发生问题的扇区就能得到更进一步的信息。星形图的中间点大小代表风机启停，颜色代表是否报警，周边点与中间点的距离代表环境实际温度同设定温度的偏离。 网络控制器 (NCU) 22 是一种模块式 .智能化的控制盘，为 METASYS 网络的心脏。在单一网络 控制器中即可将办公大楼管理情况的每一个侧面进行全面综合的管理。通过相互共享整个网络中的所有信息，每个NCU能用高级控制算法提供全建筑物范围的最优控制。 网络控制器具有多种统计控制功能。 网络控制器可配置手提终端检测器，该检测器完全可以代替操作站的功能，存取整个系统中所有信息和发出控制指令。 直接数字控制器 (DX9100) METASYS 数字式控制器对于冷冻机组、空调系统 HVAC处理过程、工作分布照明及有关电气设备的控制来说，都是一种理想的控制器。 DX9100控制器可以在扩展总线上连接 I/O扩展 模块，来增加它的输入点、输出点的容量。 DX 可通过内置的 LED 来监控这些点。当这条网连入完整 23 的 METASYS 网络时， DX控制器可将所有监控点情况和各种控制信息准确地提供给整个 METASYS网络或控制站。 DX是 Metasys系统的最前端装置，直接与联想研发中心内有关的设施连接起来，再通过 N2总线与网络控制器相连，网络控制器与中央操作站均可对其实现超越控制。 直接数字式控制器能够支持以下不同性质的监控点： 模拟量输入 (AI) 、两态输入 (DI)、模拟量输出 (AO)、两态输出 (DO) 具有 12个可编程控制模块及 PLC逻辑运算模块，除能完成各种运算及 PID回路控制功能外，还具有多种统计控制功能，可同时设置多达 8个时间控制程序。 控制器具有独立运作的功能，当中央操作站及网络控制器发生问题时，控制器不受影响，继续进行运作，完成原有的全部监控功能。 可通过传输模块（ XT）接多达 8个扩展模块（ XP），增加控制输入输出点容量，配置灵活，并可通过内置的 LED来监控这些点。 XP9102为 6AI/2AO， XP9103为 8DO， XP9104为 4DI/4DO，XP9105为 8DI。 第六章 楼宇自控系统 DDC配置 24 如何合理的配置 DDC 就成为方案设计中最重要的问题。 JOHNSON CONTROLS 根据实际特点，结合多年的工程经验，设计中不仅保证系统功能全面实现，又减少施工中的不必要浪费，并且DDC的配置为以后的扩展留有足够的余量。考虑到办公大楼机电设备的分布每一层都布置了相应的直接数字控制器，一般情况下，空调主机设备增加的可能性不大，因此对于其他设备监控点数的增加只需采用增加扩展模块的方式即可解决。 软件说明 操作系统是办公大楼楼宇自控系统不可缺少的部分，通过操作系统，操作员可以在 Metasys系统内进行各项资料的存取和监控。操作系统包括 中文及英文两种文字，简单易学，不会给操作员在使用时带来困难。 多方面资料的显示 操作系统有能力在同一时间内以多重窗口方式显示多方面的资料，以便容易对多种不同运行状态进行全面分析。 密码的保护 多级别的密码将为业主及管理人员提供一个有效的保护工具，管理及限制不同部门人员使用Metasys 系统， 同时防止系统被非有关人员使用。 25 同一密码系统同时应用在不同操作装置上，当密码系统有增减或改变时，所有操作装置在同一时间获取信息， 而不需要在个别操作装置上做出更改。 密码系统最少分下列五级 第一级 资料的显示及 存取 第二级 第一级 + 操作员改变程序 第三级 第二级 + 资料库的更改 第四级 第三级 + 资料库的重新设定 第五级 第四级 + 更改密码系统 当操作人员离开前忘记撤去密码所允许的操作限度时，系统提供一个从一分钟至一小时的可调时间限，自动将操作员的密码撤去， 使系统继续受密码保护。 系统内有五十个密码以供有关人员使用。 操作员的指令 操作系统允许操作员进行下列各项指令 、装置； ； 26 、取消或修正时间控制程序； 控制程序； ； ； ； ； ； ； 、时间； ； ； ； ； “工作次序”； 27 第七章 记录及摘要 Metasys 系统内的各监控点状态可自 动或手动制作成报表， 然后打印或显示屏上显示，也可存放在硬盘 /软盘内。系统可允许操作员轻易地获得下列记录。 ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； 系统同时可提供以下的摘要： ； 28 ； ； 在任何 情况下，操作员在指示 Metasys 系统提供记录或摘要时，并不需要提供有关硬件的地址码。 控制软件 网络控制器及直接数字式控制器能进行下列各项控制模式： 通 /断控制 比例控制 比例加积分控制 比例加微积分控制 控制回路的自动调节 控制软件可限制被控制装置每小时动作的频率。 控制软件对大